技术分享:生物降解吹膜的印刷和流延膜的粘辊问题探讨

发布于 2021-04-24 19:55 ，所属分类：知识学习综合资讯

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生物降解材料改性技术

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生物降解材料研究院专稿，塑料薄膜可用于食品包装、电器产品包装、日用品包装、服装包装等。它们有一个共同点，就是对塑料薄膜要进行彩色印刷，而作为食品包装还要进行多层复合或真空镀铝等工艺操作。因此，要求塑料薄膜表面自由能要高、湿张力要大，以有利于印刷油墨、粘合剂或镀铝层与塑料薄膜的牢固粘合；在用于电器、电子产品等包装时，则要求薄膜具有一定的防静电性能等。

塑料薄膜的表面张力

塑料薄膜的表面张力取决于塑料薄膜表面自由能大小，而薄膜表面能又取决于薄膜材料本身的分子结构。多数塑料薄膜如聚烯烃薄膜(LDPE、HDPE、LLDPE、PP)属非极性聚合物，其表面自由能小，表面湿张力较低，一般为30达因/cm左右。理论上讲，若物体的表面张力低于33达因/cm，普通的油墨或粘合剂就无法附着牢固，因此必须对其表面处理。聚酯类(PET、PBT、PEN、PETG)属于极性高分子，其表面自由能较高，表面湿张力在40达因/cm以上。但是对于高速彩色印刷或为增加真空镀铝层与BOPET薄膜表面之间的结合力，也还需要对BOPET薄膜进行表面处理，以进一步提高其表面湿张力。

生物降解材料PBAT、PLA等聚酯类属于极性高分子材料，其表面自由能较高，表面湿张力大，在一般印刷加工前无需对该类薄膜进行表面处理。当然，如果有其他加工需要提高薄膜表面自由能的，还需想方设法做其他额外的处理。

塑料薄膜表面处理的方法有：电晕处理法、化学处理法、机械打毛法等，其中最常采用的是电晕处理法。

电晕处理法的基本原理是：通过在金属电极与电晕处理辊(一般为耐高温、耐臭氧、高绝缘的硅橡胶辊)之间施加高频、高压电源，使之产生放电，于是使空气电离并形成大量臭氧。同时，高能量电火花冲击薄膜表面。在它们的共同作用下，使塑料薄膜表面产生活化、表面能增加。通过电晕处理可使聚烯烃薄膜的湿张力提高到38达因/cm；可使聚酯薄膜的表面湿张力达到52-56达因/cm以上。电晕处理塑料薄膜表面湿张力的大小与施加于电极上的电压高低、电极与电晕处理辊之间的距离等因素有关。当然，电晕处理应当适度，并非电晕处理强度越高越好。电晕处理有时效的问题，特别是在高温高湿的夏季，塑料薄膜电晕处理后的表面湿张力衰减比较严重。

生物降解流延膜加工中的粘辊问题

生物降解材料PBAT、PLA等聚酯类材料属于极性高分子，其表面自由能较高，在流延膜加工成型中不比传统PE、PP流延成型，常常出现粘辊问题，严重阻碍了生产的正常进行。

关于粘辊问题的解决方案

在此提出一些粘辊问题的解决方案，供大家互相学习交流。

1、从材料本身着手

（1）在原材料改性生产的过程中，加入一些添加剂，如抗粘连剂、爽滑剂、抗静电剂等，进而改善粘辊问题。

硅油类和酰胺类爽滑剂具有良好的高低温爽滑性能，而蜡类的常温滑动性能较好。爽滑剂能显著降低摩擦系数，是影响薄膜摩擦性能的主要因素。

抗粘连剂一般是粒径为2～5μm的固体粉末，将其添加到薄膜表层可以形成许多凸起，会使薄膜层与层之间、薄膜与外界面之间的实际接触面积减少，从而降低粘结力，相互滑动就会较容易，有利于摩擦系数的降低。

常用的内添加型抗静电剂都是表面活性剂，能降低薄膜的表面张力，从而降低摩擦系数。

（2）采用硅烷偶联剂、氨基改性聚硅氧烷（氨基硅油，ASOE）等进行表面疏水改性。ASOE为有机硅接枝改性液，有机硅兼备了诸多优良特性，如表面张力小、疏水性、脱模性、润滑性以及化学性能不活泼等。

2、从设备改造着手

（1）采用具有低表面能的辊包覆物

（2）产品生产过程中，为避免基材或者产品的吸附性和粘连性对传输滚筒粘连而采用铁氟龙、固体硅胶、液体硅胶等各种材质防粘辊，达到减少产品残次率，提高生产效率，降低生产成本的作用。其中硅胶和液体硅胶产品应用比较多，因其具备耐高温、耐老化、对化学品不易发生反应性和对塑料薄膜不吸附性能优越等特性。其他如铁氟龙即聚四氟乙烯主要是喷涂工艺，具备高耐温和高抗酸碱，以及超低摩擦系数等特性。